(57)【要約】      （修正有）【課題】トルクシフトの変化の特性が異なる場合であっても適正にトルクシフトを補償する。【解決手段】入出力ディスク間で駆動力の伝達を行うパワーローラを回転自在に支持するトラニオンと、トラニオンを駆動する油圧アクチュエータに油圧を供給する変速制御弁を駆動するアクチュエータと、実変速比が目標変速比と一致するようにアクチュエータの駆動量を演算するフィードバック補償器５３ｅと、入力トルクを検出する手段と、この入力トルクに基づいてトルクシフト補償量を演算するトルクシフト補償部５３ｆと、アクチュエータの駆動量とトルクシフト補償量によりアクチュエータへの指令値を演算し制御する変速比指令値変換部５４と、入力トルクの変化量に応じてフィードバックゲインを補正するＦ／Ｂゲイン設定部５３ｈを備える。【選択図】図５
2005147227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力ディスク間で駆動力の伝達を行うパワーローラを回転自在に支持するトラニオンと、
前記トラニオンを駆動する油圧アクチュエータに油圧を供給する変速制御弁と、
この変速制御弁を駆動する変速アクチュエータと、
運転状態に応じた目標変速比を演算するとともに、実際の変速比が前記目標変速比と一致するような前記変速アクチュエータの駆動量を演算するフィードバック補償手段と、
入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、
この入力トルクに基づいてトルクシフト補償量を演算するトルクシフト補償量演算手段と、
前記変速アクチュエータの駆動量とトルクシフト補償量により前記変速アクチュエータへの指令値を演算し、変速アクチュエータを制御する変速アクチュエータ制御手段と、
前記トラニオンおよび前記変速制御弁に連結され、トラニオンの変位量を変速制御弁にフィードバックするメカニカルフィードバック機構と、を備えた無段変速機の変速制御装置において、
発生するトルクシフトの変化が動的であるか静的であるかを判定するトルクシフト特性判定手段と、
このトルクシフト特性判定手段の判定結果に基づいて、前記フィードバック補償手段のフィードバックゲインまたは前記トルクシフト補償量の少なくとも一方を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする無段変速機の変速制御装置。
【請求項２】
前記補正手段は、
前記トルクシフト特性判定手段の判定結果が動的な場合には、前記フィードバックゲインを小さくし、前記判定結果が静的な場合には、前記フィードバックゲインを大きくすることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項３】
前記トルクシフト特性判定手段は、前記入力トルクに基づいて、入力トルクの変化量を演算する入力トルク変化量算出手段を有し、この入力トルクの変化量の大きさに基づいて、発生するトルクシフトの変化が動的であるか静的であるかを判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項４】
前記補正手段は、
前記トルクシフト特性判定手段の判定結果が動的な場合には、前記トルクシフト補償量演算手段で求めたトルクシフト補償量を用いる一方、前記判定結果が静的な場合には、前記トルクシフト補償量の前回値を維持することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項５】
前記トルクシフト特性判定手段は、前記入力トルクに基づいて、入力トルクの変化量を演算する入力トルク変化量算出手段を有し、この入力トルクの変化量の大きさと所定値とを比較することで、発生するトルクシフトの変化が動的であるか静的であるかを判定することを特徴とする請求項１または請求項４に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項６】
前記補正手段は、
前記トルクシフト特性判定手段の判定結果が動的な場合には、前記トルクシフト補償量の高周波成分をトルクシフト補償量として用いる一方、前記判定結果が静的な場合には、前記フィードバックゲインを大きくすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無段変速機の変速制御装置。
【請求項７】
前記トルクシフト特性判定手段は、前記トルクシフト補償量の変化から高周波成分を抽出するハイパスフィルタで構成されたことを特徴とする請求項１または請求項６に記載の無段変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等に用いられる無段変速機の変速制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
トロイダル型無段変速機では、変速アクチュエータであるステップモータの角位置が一定であっても入力トルクが変化すると変速してしまう現象、すなわちトルクシフトが知られている。
【０００３】
トロイダル型無段変速機の変速機構は、パワーローラを支えているトラニオンが上下方向（軸方向）に変位することで変速する。入力トルクが変化した場合、入力トルク変化量がトラニオンの上下の移動量として現れ変速が始まり、パワーローラの傾転角とトラニオンの軸方向変位を変速制御弁へフォードバックするプリセスカムが、この変速比変化を変速制御弁へ伝えることで入力トルクの変化によるトラニオンの上下変位が補正され、そこで変速比は安定する。
【０００４】
入力トルクの変化によりトラニオンが変位するトルクシフトは、
トラニオンはパワーローラと入出力ディスクとの接点において、入出力ディスク間の伝達トルクに応じた上下方向の力を受けており、変速比が一定の状態では、この力と釣り合うようにトラニオンには油圧ピストンから推力が与えられている。この状態で入力トルクが変化した場合、前述した釣り合いが崩れ、トラニオンに上下変位が生じて変速することによりトルクシフトが生じる。トラニオンの剛性が低い場合、この動きがさらに増幅される。
【０００５】
トラニオンとパワーローラの間には軸受が介装されており径方向にガタ（クリアランス）があり、また、フリクションがあるため、伝達トルクが０付近でパワーローラが動くことでトルクシフトの変化にヒステリシスを生じる。この様子を図１４に示す。図１４は、ステップモータの角位置を一定にして入力トルクを変化させたときのトルクシフト変化である。ここで、トルクシフトの動特性と静特性を次のように定義する。入力トルクが変化することでトラニオンに上下変位が生じているときの、入力トルクと変速比変化の特性をトルクシフトの動特性、トラニオン変位が０のときの入力トルクと変速比の関係を静特性とする。入力トルクが緩やかに変化しているときは、実変速比には動特性の影響は現れず、静特性の影響のみが現れる。
【０００６】
このトルクシフトを補償するため、特許文献１に記載されるように、コントローラにトルクシフト補償部を追加し、フィードフォワードで補償を行っていた。コントローラは、エンジンコントローラから送信されてくるトロイダル型無段変速機への入力トルク（エンジントルク）を検知またはスロットル開度を用いて所定のマップより推定して、入力トルクおよび変速比に応じて、図１５に示すトルクシフト補償マップよりトルクシフト補償（推定）マップ出力値を求める。これをトルクシフト補償量として定め、目標変速比からオフセット補正を行っていた。
【特許文献１】特開２００１−９９２９８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記従来例では、トルクシフトのヒステリシス変化を推定することが困難であったため、図１６に示すヒステリシスカーブ（図中一点鎖線）の中央値（図中実線）を用いてトルクシフトを推定する構成となっていたため、入力トルクの増加および減少方向ともにトルクシフト補正量は実際のトルクシフト量より大きかった。例えば、図１７で示すように、マニュアルモードでアクセルペダルを急激に踏み込んだ場合では、エンジン回転速度が高くなることでエンジン出力トルクが減少した場合、トルクシフト補正量が実際のトルクシフト量に比較して大幅に減少し、変速比がＬＯＷ側へ動いてしまう。この変速比変化に対しフィードバック補償器による補正が追いつかず定常偏差が生じるという問題点があった。
【０００８】
エンジントルク推定値は、演算遅れや通信遅れにより実際のエンジントルクと比較し遅れている。このエンジントルク推定値を用いて、アクセルを踏み込みエンジントルクを増加させた場合、エンジントルクの変化量が大きい領域では、エンジントルク推定値は実際のエンジントルクに比較して大幅に小さいので、この推定値を用いて上記図１５より求めたトルクシフト推定値（トルクシフト補償量）が実際のトルクシフト量より大幅に小さくなる。
【０００９】
このため、上記図１６のマップより求めた大きめのトルクシフト推定値を用いることで、エンジントルク推定値の遅れの影響を取り除くことができ、良好な変速比応答を得ることができていた訳である。この図１６のマップによるトルクシフト推定値の誤差がトルクシフト補償に影響を与えない領域は、主にスロットル開度の変化によりエンジントルクが変化した場合である。
【００１０】
しかしながら、エンジントルクの変化量が小さい領域では、エンジントルクの推定遅れによる影響は無視できるものの、図１７の時刻ｔ２以降のように、トルクシフト量の推定誤差の影響が変速比応答に現れてしまい、変速制御の精度を低下させる、という問題があった。なお、この領域は、主にエンジン回転速度の変化によりエンジントルクが変化した場合であり、例えば、アクセルペダルを踏み込んでスロットル開度ＴＶＯを一定とした場合、目標変速比がＬｏｗ側に変化し、車速の上昇に応じてエンジン回転速度も徐々に増大するが、エンジントルクの特性図でエンジン回転速度の上昇によりエンジントルクが減少する領域がある。このエンジントルクの減少に応じてトルクシフト推定値の誤差が与える影響が大きくなり、図１７の時刻ｔ２以降のように、実変速比が目標変速比を超えて定常偏差が生じてしまう。
【００１１】
つまり、トルクシフトの動特性は、スロットル開度変化によるエンジントルク変化に対して変化速度が極めて大きく、これをフィードバック補償器のフィードバックゲインを大きくすることで対処しようとすると変速比応答にハンチングが生じるため、ゲインも大きくすることはできず、したがって、トルクシフト推定値の誤差の影響をフィードバック補償器で吸収できないのである。
【００１２】
上述のように、スロットル開度の変化により発生するトルクシフトの変化が過渡的な特性を示すのに対し、エンジン回転速度の変化により発生するトルクシフトの変化は静的な特性を示しており、上記従来例では、前者に対する補償は行えるものの、後者に対する補償を行うことができなかった。
【００１３】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、トルクシフトの変化の特性が異なる場合であっても適正にトルクシフトを補償することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、トロイダル型無段変速機においてトルクシフト補償を行う際に、運転状態と入力トルクに基づいて求めたトルクシフト補償量を、発生するトルクシフトの変化が動的であるか静的であるかを判定し、このトルクシフト特性判定手段の判定結果に基づいて、前記フィードバック補償手段のフィードバックゲインまたは前記トルクシフト補償量の少なくとも一方を補正する。
【００１５】
フィードバックゲインの補正は、トルクシフト特性が動的であればフィードバックゲインを小さく設定し、トルクシフト特性が静的であればフィードバックゲインを大きく設定する。
【００１６】
また、トルクシフト補償量の補正は、トルクシフト特性が動的であれば運転状態に応じて求めたトルクシフト補償量をそのまま適用し、トルクシフト特性が静的であれば前回のトルクシフト補償量を維持する。
【００１７】
あるいは、トルクシフト特性が動的であればトルクシフト補償量の高周波成分を抽出して適用し、トルクシフト特性が静的であればトルクシフト補償量を用いずに、フィードバックゲインを大きく設定する。
【発明の効果】
【００１８】
したがって、本発明によれば、トルクシフト変化の特性は運転状態に応じて動的と静的な特性に変化するが、それぞれ適性にトルクシフト補正を行うことが可能となって、トルクシフト量の推定が困難な領域（例えば、ヒステリシスを持つ領域）でも変速比応答を悪化させることがなくなり、トルクシフト補償の精度を向上させることができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、１組の入力ディスク２０ａと出力ディスク２０ｂの間に、複数のパワーローラ２１を挟持したシングルキャビティのトロイダル型無段変速機へ本発明を適用した場合の一例を示しており、トロイダル型無段変速機１０にはロックアップクラッチＬ／Ｕを備えたトルクコンバータ１１を介してエンジン１が連結され、変速制御コントローラ２の指令値に応動するアクチュエータとしてのステップモータ３が、変速制御弁等の油圧制御装置を介して変速比を連続的に制御するものである。
【００２１】
変速制御コントローラ２は、インヒビタスイッチ９からのレンジ信号ＰＯＳ、アクセル操作量センサ５から運転者のアクセルペダル（図示せず）操作に応じたスロットル開度ＴＶＯ（またはアクセル踏み込み量ＡＰＳ）を、トロイダル型無段変速機１０の入力軸回転センサ６が検出した入力軸回転速度Ｎｉと、出力軸回転センサ４が検出した出力軸回転速度Ｎｏ、油温センサ（図示省略）からの油温及び車速センサ７が検出した車速ＶＳＰをそれぞれ読み込む。なお、インヒビタスイッチ９はマニュアルモードを含み、運転者の操作に応じてアップシフトまたはダウンシフトの指令信号を発生する。
【００２２】
また、変速制御コントローラ２はエンジン制御コントローラ１２と通信を行い、クランク角センサ８が検出したエンジン回転速度Ｎｅやエンジン出力トルクを読み込む。
【００２３】
そして、変速制御コントローラ２は、これらの運転状態に応じた到達変速比ｉPT、指令変速比ｉPCを、入力トルクＴｉｎ（≒エンジン出力トルクＴｅｎｇ）と実変速比ｉPRに応じたトルクシフト補償量で補正して、指令変速比ｉPC及び実変速比ｉPRを滑らかに変化させるものである。なお、指令変速比ｉPCは到達変速比ｉPTに向かう制御周期毎の目標値である。
【００２４】
トロイダル型無段変速機は、図２で示すように、軸回りに回動自在かつ軸方向へ変位自在なトラニオン２３にはパワーローラ２１を軸支するピボットシャフト２２が設けられる。なお、ピボットシャフト２２は基端側をトラニオン２３で揺動可能に支持されている。そして、トラニオン２３の基端側のロッド２３ａには油圧シリンダ５０が連結されて変速制御弁６０からの油圧に応じてトラニオン２３を軸方向に駆動する。
【００２５】
このため、変速制御弁６０は、変速制御コントローラ２に制御されるステップモータ３（アクチュエータ）により駆動され、油圧シリンダ５０への圧油の吸排を制御する。
【００２６】
また、トロイダル型無段変速機には、メカニカルフィードバック機構が設けられており、トラニオン２３のロッド２３ａ下端にはプリセスカム４５が固設され、このプリセスカム４５の傾斜面４５ａに摺接するフィードバックリンク４４がトラニオン２３の回動（＝傾転）と軸方向変位を変速制御弁６０にフィードバックし、変速制御弁６０はこのメカニカルフィードバック量に応じて油圧シリンダ５０へ供給する圧油を補正する。なお、変速制御弁６０としては、ステップモータ３により駆動されるスプールと、フィードバックリンクにより駆動されるスリーブを同軸上で組み合わせた弁などで構成される。なお、プリセスカム４５の傾斜面４５ａには、最Ｌｏｗ及び最Ｈｉ側にメカニカルフィードバックのゲインを高くするための急傾斜部が設けられ、トラニオン２３の傾転角が最Ｌｏｗまたは最Ｈｉを超えるのを防ぐストッパ（図示せず）に衝突するのを防いでいる。
【００２７】
次に、上記のようなトロイダル型無段変速機に生じるトルクシフトについて図２を参照しながら説明する。
【００２８】
入力ディスク２０ａからパワーローラ２１へ伝達される入力トルクが増大すると、ローディングカム機構（図示せず）の作用により、入力ディスク２０ａと出力ディスク２０ｂ間でパワーローラ２１の挟持圧力が増大して、パワーローラ２１に生じるスラスト力Ｆｔが増大する。このスラスト力Ｆｔの増大により、上下をリンク４１、４２で連結されたトラニオン２３が弾性変形して図中破線のように撓む結果、ロッド２３ａの下端に設けたプリセスカム４５が傾斜する。
【００２９】
プリセスカム４５の傾斜によりカム面４５ａも図中波線のように変位し、この変位したカム面と摺接するフィードバックリンク４４が図中破線のように変位して、フィードバックリンク４４と連結された変速制御弁６０のスプールがずれる。この「スプールのずれ」に応じて油圧シリンダ５０の差圧が変化するため、パワーローラ２１の傾転角（変速比）は目標値からずれて、これがトルクシフトとなる。
【００３０】
第２の要因はパワーローラ２１を軸支するピボットシャフト２２は、その基端をトラニオン２３で揺動自在に支持されているが、入力トルクがパワーローラ２１に加わると、ピボットシャフト２２とトラニオン２３の間のガタ（バックラッシュ）や、ピボットシャフト２２の先端の曲げ（弾性変形）などにより、パワーローラ２１の軸線が、図中二点鎖線のように入力ディスク２０ａの軸線からずれ（以下、パワーローラのずれ）ることにより、変速比の大側へ変速が生じ、これがトルクシフトとなる。
【００３１】
例えば、無段変速機にトルクが入力され、トラニオン２３が変形し、「スプールの位置ずれ」が発生した場合には、「スプールの位置ずれ」に対するステップモータ（アクチュエータ）の動きの遅れはほとんど無く追従可能（ステップモータは、ずれに応じた速さで動けば良い）である。
【００３２】
つまり、上記従来例によりトルクシフト補償を行い、スプール位置のみがずれる場合では、スプールとアクチュエータが連結されているため、ステップ数（ステップ数指令値）に対して変速制御弁のスプール位置は遅れ特性を持たず、理論上はスプールの位置ずれによるトルクシフトについては遅れなく補償できる。エンジン制御コントローラ１２によるエンジン出力トルクＴｅｎｇの演算、エンジン制御コントローラ１２と変速制御コントローラ２の通信、変速制御コントローラ２でのトルクシフト補償処理を順次行うため、実際に入力トルクの変動が生じてからステップモータ３に指令が出力されるまでには各コントローラの処理速度や、通信手段の通信速度に応じた応答遅れが介在する。なお、変速制御コントローラ２でエンジン出力トルク（変速機の入力トルク）を推定演算する場合でも、スロットル開度ＴＶＯやエンジン回転速度Ｎｅの検出、これら検出結果に基づく演算処理に時間を要するため、入力トルクの変動に対してステップモータ３への指令が遅れることになる。
【００３３】
次に、トルクシフトのヒステリシスについて説明する。
【００３４】
トロイダル型の無段変速機では、図２に示したようなピボットシャフト２２を介してパワーローラ２１を支持する場合、ピボットシャフト２２の基端とトラニオン２３の間には、軸受（図示省略）が介装されてピボットシャフト２２を揺動自在に支持している。
【００３５】
しかしながら、この軸受には径方向のガタ（クリアランス）とフリクションがあるため、パワーローラ２１に加わるトルクが、これらガタ及びフリクションよりも大きくなるまでピボットシャフト２２は揺動しない。
【００３６】
このため、図１４、図１６で示したように、入力トルクが０[Nm]近傍では、入力トルクの方向が反転してから、ピボットシャフト２２まわりのガタ及びフリクションよりも、入力トルクの絶対値が大きくなるまでピボットシャフト２２が揺動しないため、トルクシフトにヒステリシスが生じる。
【００３７】
したがって、図１４、図１６のように、入力トルクの増大側（負から正へ向かう方向）では、図中下側の線に沿ってパワーローラ２１の傾転角が変化する一方、入力トルクの減少側（正から負へ向かう方向）では、図中上側の線に沿ってパワーローラ２１の傾転角が変化するヒステリシス領域となる。なお、正の入力トルクは入力ディスクから出力ディスクへトルクを伝達し、エンジントルクで車両駆動するもので、負の入力トルクは出力ディスクから入力ディスクへトルクを伝達し、エンジンブレーキを作用させるものである。
【００３８】
図３は変速制御コントローラ２の概要を示すブロック図である。
【００３９】
変速制御コントローラ２は、到達変速比演算部５１と、実変速比演算部５２と、指令変速比演算部５３と、ステップモータ指令値演算部５４とにより構成する。
【００４０】
到達変速比演算部５１は、インヒビタスイッチ９で検出した選択レンジおよび油温センサ（図示省略）で検出した作動油温Ｔｅｍｐごとの変速マップを基に、出力軸回転速度Ｎｏ、車速ＶＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯから現在の運転状態にマッチした最終的な目標変速比である到達変速比ｉPTを求める。
【００４１】
実変速比演算部５２は、無段変速機の入力軸回転速度Ｎｉおよび出力軸回転速度Ｎｏから次式の演算により実変速比ｉPRを求める。
【００４２】
【数１】
2005147227.tif 000003
指令変速比演算部５３は、到達変速比ｉPTおよび実変速比ｉPRを基に到達変速比ｉPTを所定の応答で達成するための指令変速比ｉPC、つまり、変速特性が所定の動特性となるようにするのに必要な指令変速比ｉPCを、詳しくは後述するように演算する。
【００４３】
ステップモータ指令値演算部５４は、変速比ｉｐごとにこれを達成するステップモータ３の位置（基準位置からステップ数θ）を表した図４に例示するマップを基に、上記の指令変速比ｉPCから、この指令変速比ｉPCを実現するのに必要なステップモータ指令値（基準位置から指令ステップ数＝角位置）θCを演算する。
【００４４】
図５は、変速制御システムの要部のブロック図を示す。変速比制御システムは大きく分けて動特性補償部５３ａと、応答性補償部５３ｂと、変速比指令値変換部（図中変速比ステップ数変換マップ）５４と、トルクシフト補償部５３ｆと、フィードバックゲイン設定部５３ｈと、制御対象である無段変速機１０（ステップモータ、油圧コントロールユニット（変速制御弁６０等）、変速機構部）とから構成される。
【００４５】
動特性補償部５３ａと応答性補償部５３ｂには、到達変速比演算部５１からの到達変速比ｉPTが入力される。
【００４６】
動特性補償部５３ａはフィードフォワードによる動特性補償出力ｉPFFを出力し、応答性補償部５３ｂはフィードバック（例えば、ＰＩ制御）による動特性補償出力補正値ｉPFBを出力する。
【００４７】
また、トルクシフト補償部５３ｆには、実変速比演算部５２からの実変速比ｉPRと、エンジン制御コントローラ１２からのエンジン出力トルク（またはエンジントルク推定値）Ｔｅｎｇが入力され、フィードフォワードにより、トルクシフト補償量ＴＳＲＴＯを出力する。
【００４８】
ここでトロイダル型無段変速機１０（以下、単に無段変速機とする）の動特性は次式に示すような３次／４次で表すことができる。
【００４９】
【数２】
2005147227.tif 000004
ただし、Ｋｐ：無段変速機１０のゲイン
ｎ３、ｎ２、ｎ１、ｎ０、ｄ４、ｄ３、ｄ２、ｄ１、ｄ０：無段変速機の動特性を表すパラメータ
である。
【００５０】
ステップモータ３の角位置に対する変速機構部の変速比は、上記図４に示すように比例関係にないので、無段変速機のゲインＫｐは変速機構部の実変速比ｉPRに応じて算出される。また、無段変速機の動特性を表す上記（２）式の各係数は、出力軸回転速度Ｎｏに応じて変化するので、出力軸回転速度Ｎｏから同定実験等に基づき作成し、所定のマップを参照して算出される。
【００５１】
なお、無段変速機のゲインはＫｐで表すため、伝達特性を示す項の定常ゲインが１となるように各係数を決める。以上のことを踏まえ、図５に示す変速制御システムの各要素について説明する。
【００５２】
まず、動特性補償部５３ａはいわゆるフィードフォワード補償器であり、設計者が希望する変速比応答が次式のように与えられる。
【００５３】
【数３】
2005147227.tif 000005
但し、ζ、ωT：設計者が希望する変速比応答を得るためのパラメータである。
【００５４】
実変速比ｉPRが動特性ＧT（ｓ）で追従するように、次の（４）式に基づき動特性補償出力ｉPFFを演算する。
【００５５】
【数４】
2005147227.tif 000006
つまり、動特性補償部５３ａは４次／５次フィルタで構成される。
【００５６】
次に、応答性補償部５３ｂは、目標変速比演算器５３ｃと動特性補償出力補償器５３ｅ（フィードバック補償器）から構成される。
【００５７】
目標変速比演算器５３ｃでは、到達変速比ｉPTを入力として設計者が希望する変速比応答である目標変速比ｉPMを次の（５）式に基づき演算する。目標変速比ｉPMは実変速比ｉPRが最終的な到達変速比ｉPTに至るまでの過渡的な目標変速比である。
【００５８】
【数５】
2005147227.tif 000007
上記（５）式のζ、ωTは、規範応答振動数算出部５３ｄにて、目標変速比ｉPMと到達変速比ｉPTに基づいて算出される。
【００５９】
動特性補償出力補償器５３ｅでは、積分特性を有し、制御対象のパラメータの変化に対し安定性が補償されているフィルタを用いて動特性補償出力補正値ｉPFBを、次の（６）式の偏差量ｉPERRから算出する。
【００６０】
【数６】
2005147227.tif 000008
次に、フィードバックゲイン設定部５３ｈについて説明する。フィードバックゲイン設定部５３ｈでは、エンジントルク変化量Ｅｎｇｖａｌをエンジントルク推定値Ｔｅｎｇから次の（７）式より算出する。
【００６１】
【数７】
2005147227.tif 000009
ここで、係数ＴＨは、動的なトルクシフト変化のときにエンジントルク変化量Ｅｎｇｖａｌが大きくなるように設定する。次に、図６に示すフィードバックゲインのマップを用いて、エンジントルク変化量ＥｎｇｖａｌからフィードバックゲインＧＡＩＮＦＢをマップ引きし、動特性補償出力補償器５３ｅにて用いているフィルタのゲインとする。例えばフィルタの次数が１次の場合、フィルタは次式とする。なお、図６のマップでは、エンジントルク変化量Ｅｎｇｖａｌが増大して所定値に達するまではフィードバックゲインＧＡＩＮＦＢは一定値に設定されるが、所定値以上では、徐々に低下するように設定され、所定値未満がトルクシフトの動特性に対応する領域、所定値以上がトルクシフトの静特性に対応する領域となる。
【００６２】
【数８】
2005147227.tif 000010
また、上記フィルタの次数が高い場合、フィルタの各係数をそれぞれＥｎｇｖａｌから予め設定したマップを用いて変更することで、動特性補償出力補償器５３ｅのゲインを適正にする。
【００６３】
次に規範応答振動数算出部５３ｄについて説明する。設計者が希望する変速比応答を得るための固有振動数ωMを目標変速比ｉPMと到達変速比ｉPTの偏差ｅipを入力とし、図７に示す予め設定されたマップから求める。今回の制御系ではζは一定値０．９とする。ωは大きいほど応答が速く、また規範応答が一次遅れ系の場合は、固有振動数ωMではなく時定数を算出する。
【００６４】
次に、トルクシフト補償部５３ｆについて説明する。エンジン制御コントローラ１２から受信したエンジントルク推定値Ｔｅｎｇまたはスロットル開度ＴＶＯより所定のマップから演算したエンジントルク推定値Ｔｅｎｇと、実変速比ｉPRを入力とし、上記図１５に示すマップよりトルクシフト補償出力ＴＳＲＴＯを演算する。そして、オフセット補正を行うためトルクシフト補償出力ＴＳＲＴＯの符号を反転させる。
【００６５】
そして、上記トルクシフト補償出力ＴＳＲＴＯと、上記動特性補償補正出力ｉPFB、動特性補償出力ｉPFFを用いて、変速比指令値ｉpcは次の（９）式より算出される。
【００６６】
【数９】
2005147227.tif 000011
こうして得られた最終変速比指令値ｉpcを用いることにより、パラメータ変動や外乱の影響を受けにくく、かつ設計者が希望する変速比応答が得られる。ただし、変速機構部の変速比とステップモータ３の角位置は比例関係にないので、変速比指令値変換部５４において、上記図４に示したマップを参照して変速比指令値ｉpcをステップモータ角位置指令値θｃに変換し、これをステップモータ３に出力する。
【００６７】
ここで、本発明の変速比応答と図１７に示した従来例との比較を行う。図８は本発明の変速制御システムを用いて、所定の変速段（変速比）を選択するマニュアルモードにおいてスロット開度ＴＶＯをステップ的に変化させた時の変速比応答を示す。
【００６８】
エンジントルクは、スロットル開度ＴＶＯを変化させたときに急増するが、その後車速と共にエンジン回転が上昇することで減少する。従来の変速比制御システムでは、エンジントルクが緩やかに減少する領域において、実際のトルクシフト変化量が図１４のヒステリシスカーブの上側であるにもかかわらず、図１６の実線で示したトルクシフト推定値を使用するため、トルクシフト補正値を減らし過ぎて変速比がＬＯＷ側へ移動してしまう。また、この偏差を減らすために、フィードバック補償器（５３ｅ）のゲインを上げるとアクセルペダルの踏込み時の偏差に対しフィードバック系が発散してしまう。また、急踏み込み時の実変速比ｉPRと目標変速比ｉPMの初期偏差は、トルクシフト変化の周波数が変速制御系の制御周波数を超えているため必ず発生する。
【００６９】
一方、本発明では、アクセルペダル踏み込み時のトルクシフトが急変する領域では、図６で示したようにフィードバックゲインＧＡＩＮＦＢを小さくすることで、初期偏差に対し発散することなく適正な補正を行うことができ、エンジントルク変化が緩やかな領域では、図６で示したようにフィードバックゲインＧＡＩＮＦＢを上げることで、トルクシフト補償部５３ｆの推定誤差をフィードバック補償器（５３ｅ）で補正し良好な変速比応答を示すことができ、トルクシフト変化の特性が異なる場合であっても確実にトルクシフトを補償することが可能となるのである。
【００７０】
以上のように本発明によれば、スロットル開度ＴＶＯの変化に起因する過渡的な特性を示すトルクシフト変化と、エンジン回転速度Ｎｅの変化に起因する静的な特性を示すトルクシフト変化を判断し、トルクシフト変化の特性に応じて変速比サーボ系のフィードバックゲインを変更するようにした。これにより、トルクシフト変化の特性が異なる領域において、それぞれ適性にトルクシフト補正を行うことが可能となって、トルクシフト量の推定が困難な領域でも変速比応答を悪化させることがなくなり、トルクシフト補償の精度を向上させることができるのである。
【００７１】
また、トルクシフト量（変化量）の推定は、前記従来例の図１６に示したするマップを用い、詳細なヒステリシス変化を省略しながらもトルクシフトの動的な変化と、静的な変化の双方を確実に補償でき、制御系の設計が複雑になるのを防止できる。
【００７２】
また、本発明では、エンジントルク推定値Ｔｅｎｇ（または入力トルク）から上記（７）式のフィルタにより求めたエンジントルク変化量Ｅｎｇｖａｌ（または入力トルクの変化量）の大きさに基づいて、図６のマップからトルクシフトの動特性（動的）と静特性（静的）の領域を判定してフィードバックゲインＧＡＩＮＦＢを決定し、過渡的（動的）な特性を示すトルクシフト変化に対しフィードバックゲインＧＡＩＮＦＢを小さくし、静的な特性を示すトルクシフト変化に対しフィードバックゲインＧＡＩＮＦＢを大きくする。
【００７３】
これにより、トルクシフト変化が大きいところでは、フィードバックゲインを小さくすることで安定性を確保し、トルクシフト変化が比較的緩やかな領域ではフィードバックゲインを大きくすることで、トルクシフト補正量がずれた分をフィードバック補償器で遅れなく補償することができる。
【００７４】
＜第２実施形態＞
図９〜図１０は、第２の実施形態を示し、前記第１の実施形態におけるトルクシフト補償部５３ｆの後段にトルクシフト補償出力ＴＳＲＴＯを補正するトルクシフト補償補正部５３ｇを設けたもので、その他の構成は前記第１実施形態と同様である。
【００７５】
図９に示したトルクシフト補償補正部５３ｇは、図１０に示すフローチャートに基づき処理を行う。
【００７６】
まず、ステップ１では、上記（７）式によりエンジントルク変化量Ｅｎｇｖａｌを求めて、エンジントルク変化量Ｅｎｇｖａｌと所定値Ｅｖａｌ＿ｌｉｍの大きさを評価し、次の（１０）式が成立した場合ステップ２へ進み、それ以外はステップ４へ進む。
【００７７】
【数１０】
2005147227.tif 000012
ステップ２では前述した変速比の偏差ｉPERRと所定値ＥＲＲ＿ｌｉｍの大きさを評価し、次の（１１）式が成立した場合にステップ３へ進み、それ以外はステップ４へ進む。
【００７８】
【数１１】
2005147227.tif 000013
ステップ３では、トルクシフト補償出力補正値ＴＳＲＲＴＯｒｅｆの値を保持する。つまり前回の値を使用して終了する。
【００７９】
ステップ４では、トルクシフト補償出力補正値ＴＳＲＲＴＯｒｅｆを上記トルクシフト補償出力ＴＳＲＴＯで更新してから終了する。
【００８０】
【数１２】
2005147227.tif 000014
そして、上記トルクシフト補償出力補正値ＴＳＲＲＴＯｒｅｆと、上記動特性補償補正出力ｉPFB、動特性補償出力ｉPFFを用いて、変速比指令値ｉpcは次の（１３）式より算出される。
【００８１】
【数１３】
2005147227.tif 000015
こうして得られた最終変速比指令値ｉpcを用いることにより、前記第１実施形態と同様に、パラメータ変動や外乱の影響を受けにくく、かつ設計者が希望する変速比応答が得られる。ただし、変速機構部の変速比とステップモータ３の角位置は比例関係にないので、変速比指令値変換部５４において、上記図４に示したマップを参照して変速比指令値ｉpcをステップモータ角位置指令値θｃに変換し、これをステップモータ３に出力する。
【００８２】
本第２実施形態では、エンジントルク変化量Ｅｎｇｖａｌが所定値Ｅｖａｌ＿ｌｉｍ以上、または、変速比の偏差ｉPERRが所定値ＥＲＲ＿ｌｉｍ以上の場合は、動的なトルクシフト変化と判定して、現在の運転状態で求めたトルクシフト補償出力ＴＳＲＴＯをトルクシフト補償出力補正値ＴＳＲＲＴＯｒｅｆとする。一方、エンジントルク変化量Ｅｎｇｖａｌが所定値Ｅｖａｌ＿ｌｉｍ未満で、かつ、変速比の偏差ｉPERRが所定値ＥＲＲ＿ｌｉｍ未満のときには、静的なトルクシフト変化と判定して前回値を保持するようにした。
【００８３】
これにより、図１１で示すように、アクセルを踏み込んだ直後のようにトルクシフトが急変したときのみトルクシフト補償出力補正値ＴＳＲＲＴＯｒｅｆを変化させ、エンジントルクが緩やかに変化する領域、すなわちトルクシフトが緩やかに変化する領域ではトルクシフト補償出力補正値ＴＳＲＲＴＯｒｅｆを保持し、エンジントルクの微小変化によるトルクシフトは前記第１実施形態に示したフィードバック補償器（５３ｅ）で補正するため、トルクシフト補償部５３ｆの推定誤差の影響を受けることなく良好な変速比応答を示すことができ、トルクシフト変化の特性が異なる場合であっても確実にトルクシフトを補償することが可能となるのである。
【００８４】
このように、第２の実施形態によれば、エンジントルク変化量Ｅｎｇｖａｌが所定値Ｅｖａｌ＿ｌｉｍ以上、または、変速比の偏差ｉPERRが所定値ＥＲＲ＿ｌｉｍ以上の場合は、動的なトルクシフト変化と判定して、現在の運転状態で求めたトルクシフト補償出力ＴＳＲＴＯで補償を行い、エンジントルク変化量Ｅｎｇｖａｌと変速比の偏差ｉPERRがともに所定値未満のときのみ、静的なトルクシフト変化と判定してトルクシフト補償出力を維持するようにした。
【００８５】
これにより、トルクシフト変化量が大きく、かつトルクシフト量が大きい時のみ、トルクシフト補償出力を変化させることで、トルクシフトの動的な特性および静的な特性の大部分をトルクシフト補償器（トルクシフト補償部５３ｆ及び補正部５３ｇ）にて補正し、トルクシフトの静的な特性の微小変動は変速比サーボ系（フィードバック補償器５３ｅ及びフィードバックゲイン設定部５３ｈ）にてフィードバック補正することになり、トルクシフトのヒステリシス等が存在し推定困難なトルクシフトの影響を変速比応答から取り除くことができるのである。
【００８６】
＜第３実施形態＞
図１２は第３の実施形態を示し、前記第２実施形態のトルクシフト補償補正部５３ｇで行う処理をハイパスフィルタ処理に代えたもので、その他の構成は前記第２実施形態と同様である。
【００８７】
トルクシフト補償部５３ｆからのトルクシフト補償出力ＴＳＲＲＴＯを入力とし、次式よりトルクシフト補償出力補正値ＴＳＲＲＴＯｒｅｆを求める。
【００８８】
【数１４】
2005147227.tif 000016
ここで、係数ＴＨtrqは、図１２に示すように、（１４）式のハイパスフィルタの周波数特性（図中一点鎖線）が、動特性補償出力補償器５３ｅのフィルタの周波数特性（図中実線）と較べて高周波側になるように設定する。これにより、トルクシフト補償出力ＴＳＲＲＴＯのうち、ハイパスフィルタを通過した高周波成分のみがトルクシフト補償出力補正値ＴＳＲＲＴＯｒｅｆとして出力され、過渡的（動的な）なトルクシフト補償出力のみが抽出される。なお、図１２において、フィードバック補償器（動特性補償出力補償器５３ｅ）の周波数特性は、変速制御コントローラ２の制御周波数（１／制御周期）未満でカットオフとなるローパス特性を有し、ハイパスフィルタのカットオフ周波数は、フィードバック補償器のカットオフ周波数の近傍に設定される。
【００８９】
こうして得られたトルクシフト補償出力補正値ＴＳＲＲＴＯｒｅｆを、前記第２実施形態と同様にして上記（１３）式により、動特性補償補正出力ｉPFB、動特性補償出力ｉPFF、トルクシフト補償出力補正値ＴＳＲＲＴＯｒｅｆから変速比指令値ｉpcを求め、ステップモータ角位置指令値θｃに変換し、これをステップモータ２に出力する。
【００９０】
本第３実施形態発明では、図１３で示すようにトルクシフトが急変したときのみ（図中アクセルペダルの踏み込み直後でエンジントルク変化量Ｅｎｇｖａｌが大きく変化するとき）のみ、言い換えるとトルクシフトの動特性が大きく現れる領域のみトルクシフト補正を行い、その他の領域では全てフィードバック補償器５３ｅで補正するため、トルクシフト補償部５３ｆの推定誤差の影響がなく良好な変速比応答を示すことができ、トルクシフト変化の特性が異なる場合であっても確実にトルクシフトを補償することが可能となるのである。
【００９１】
このように、トルクシフト応答の高周波成分はトルクシフト補償器（トルクシフト補償部５３ｆ及び補正部５３ｇ）にてフィードフォワード的に補正し、低周波成分は変速比サーボ系（フィードバック補償器５３ｅ及びフィードバックゲイン設定部５３ｈ）でフィードバック的に補正するように、トルクシフト補償出力ＴＳＲＲＴＯに上記（１４）式のハイパスフィルタを施した補正値ＴＳＲＲＴＯｒｅｆによりトルクシフト補償を行う。
【００９２】
これにより、トルクシフト補償の誤差が顕著に変速比応答へ現れる領域（静特性）では、変速比サーボ系のフィードバック補償器（フィードバック補償器５３ｅ及びフィードバックゲイン設定部５３ｈ）のみを使用することで、推定困難なトルクシフトの影響を変速比応答から取り除くことができる。そして、フィードバック補償器だけでは補正が困難な過渡的なトルクシフト変化に対しては、トルクシフト補償部からの補正値ＴＳＲＲＴＯｒｅｆによりトルクシフト補償をフィードフォワード的に施すことで、変速比応答に対するトルクシフトの影響をできるだけ小さくすることができ、トルクシフトの変化の特性が異なる場合であっても適正にトルクシフトを補償することが可能となるのである。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上のように、本発明に係る無段変速機の変速制御装置では、トロイダル型無段変速機のトルクシフトを正確に補償できるので、運転性に優れた車両用の無段変速機の変速制御装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態を示す無段変速機のシステム構成図。
【図２】同じくトラニオンの要部断面図を示す。
【図３】同じく変速制御コントローラの概要を示すブロック図。
【図４】ステップモータの位置と変速比の関係を示すマップ。
【図５】同じく変速制御コントローラの要部を示すブロック図。
【図６】エンジントルク変化量Ｅｎｇｖａｌとフィードバックゲインの関係を示すマップ。
【図７】固有振動数ωMと目標変速比ｉPMと到達変速比ｉPTの偏差の関係を示すマップ。
【図８】作用を示すグラフで、アクセルペダルの踏み込み時のスロットル開度ＴＶＯと変速比、トルクシフト補償出力、フィードバックゲイン及び時間の関係を示す。
【図９】第２の実施形態を示し、変速制御コントローラの要部を示すブロック図。
【図１０】トルクシフト補償出力補正部で行われる処理の一例を示すフローチャート。
【図１１】作用を示すグラフで、スロットル開度、変速比、トルクシフト補償出力と時間の関係を示す。
【図１２】第３の実施形態を示し、ハイパスフィルタの特性を示すグラフで、周波数と強度の関係を示す。
【図１３】同じく作用を示すグラフで、アクセルペダルを踏み込み時のスロットル開度、変速比、トルクシフト補償出力と時間との関係を示すグラフ。
【図１４】トルクシフトのヒステリシスを示すグラフで、入力トルクとトルクシフト変化量の関係を示す。
【図１５】変速比をパラメータとして入力トルクに応じたトルクシフト補償量の関係を示すマップ。
【図１６】従来例におけるトルクシフト推定値とトルクシフトのヒステリシスの関係を示すグラフで、入力トルクとトルクシフト変化量の関係を示し、実線がトルクシフト推定値を示す。
【図１７】従来例の作用を示すグラフで、アクセルペダルを踏み込み時のスロットル開度、変速比、トルクシフト補償出力、フィードバックゲインと時間との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００９５】
２  変速制御コントローラ
３  ステップモータ
１０  トロイダル型無段変速機
１２  エンジン制御コントローラ
２０ａ  入力ディスク
２０ｂ  出力ディスク
２１  パワーローラ
２３  トラニオン
４５  プリセスカム
５０  油圧シリンダ
５３ａ  動特性補償部
５３ｂ  応答性補償部
５３ｃ  目標変速比演算器
５３ｅ  動特性補償出力補償器
５３ｆ  トルクシフト補償部
５３ｇ  トルクシフト補償出力補正部
５３ｈ  フィードバックゲイン設定部
６０  変速制御弁
【図１】
2005147227.tif 000017
【図２】
2005147227.tif 000018
【図３】
2005147227.tif 000019
【図４】
2005147227.tif 000020
【図５】
2005147227.tif 000021
【図６】
2005147227.tif 000022
【図７】
2005147227.tif 000023
【図８】
2005147227.tif 000024
【図９】
2005147227.tif 000025
【図１０】
2005147227.tif 000026
【図１１】
2005147227.tif 000027
【図１２】
2005147227.tif 000028
【図１３】
2005147227.tif 000029
【図１４】
2005147227.tif 000030
【図１５】
2005147227.tif 000031
【図１６】
2005147227.tif 000032
【図１７】
2005147227.tif 000033